Titulações ácido-base - Instituto Politécnico de Tomar

INSTITUTO POLITÉCNICO DE TOMAR
ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA DE ABRANTES
QUÍMICA APLICADA (1º Ano, 1º Semestre)
Trabalho Prático 1
TITULAÇÕES ÁCIDO-BASE
Os estudos quantitativos de reacções de neutralização ácido-base são geralmente
efectuados usando uma técnica conhecida como titulação. Numa titulação, uma solução
de concentração exactamente conhecida, denominada solução padrão, é adicionada
lentamente a outra solução de concentração desconhecida, até que a reacção química
entre as duas soluções esteja completa. Se conhecermos ambos os volumes usados na
titulação, podemos calcular a concentração da solução desconhecida.
1. PREPARAÇÃO E PADRONIZAÇÃO DE UMA SOLUÇÃO DE
NaOH
1.1. Introdução
Qualquer laboratório deve manter sempre armazenadas algumas soluções mais
utilizadas. Para preparar uma solução começa-se por calcular a quantidade de substância
necessária, medindo a sua massa ou volume, consoante se trate de um sólido ou um
líquido. De seguida procede-se à dissolução do soluto no solvente, agitando a solução
até homogeneização. As soluções são geralmente preparadas em balões de diluição. Por
vezes é necessário aquecer a solução. Quando isso acontece, o aquecimento é feito num
gobelet e nunca no balão de diluição. Após arrefecimento a solução é transferida para o
balão. Após estas operações completa-se a adição de solvente até à marca de referência
do balão de diluição.
Algumas soluções podem ser preparadas pesando rigorosamente o soluto
correspondente, e dissolvendo-o numa dada quantidade de solvente, ficando
imediatamente conhecida a sua concentração. Estas soluções são designadas soluções
padrão. Um reagente adequado à preparação de uma solução padrão deve ser:
•
Fácil de secar e purificar
•
Inalterável ao ar durante a pesagem (não higroscópico, não oxidável e não
afectado pelo CO2 atmosférico)
•
Prontamente solúvel
•
Possuir massa molar elevada (de modo a minimizar erros de pesagem)
Quando os reagente não obedecem a estas condições, as soluções uma vez
preparadas devem ser aferidas ou padronizadas, isto é, deve-se determinar a sua
concentração rigorosa. O NaOH é um exemplo de uma substância deste tipo. Estas
soluções devem ser aferidas com padrões primários. Estes devem ser escolhidos de
modo a reagirem de imediato e estequiometricamente com a solução a aferir.
Uma solução de NaOH pode ser aferida por titulação com uma solução contendo um
ácido que constitui o padrão primário. O ácido geralmente utilizado é o hidrogenoftalato
de potássio, KHP. A reacção pode escrever-se:
KHC8H4O4(aq) + NaOH(aq) Æ KNaC8H4O4(aq) + H2O(l)
A titulação realiza-se adicionando cuidadosamente a solução titulante, contida
numa bureta, neste caso a solução de NaOH, a uma solução titulada, contida num
Erlenmeyer, neste caso a solução de KHP. Durante a titulação o pH da solução vai
variando, devido à reacção dos iões H+ com os iões OH-. A titulação prossegue até ao
termo do ensaio, o ponto de equivalência, quando o ácido reagiu completamente com a
base, neutralizando-a. Este ponto pode ser detectado pela variação brusca da cor de um
indicador ácido-base previamente adicionado à solução.
1.2. Preparação de uma solução de NaOH 0.1 M
i)
Calcular a massa de NaOH necessária à preparação de 250 mL de uma
solução de NaOH 0.1 M.
ii)
Pesar cerca de 1 g de NaOH num vidro de relógio.
iii)
Transferir para um gobelet e dissolver completamente em água destilada.
iv)
Transferir para um balão de diluição de 250 mL, e adicionar água destilada
até à marca, homogeneizando a solução.
v)
Pesar rigorosamente, na balança analítica , cerca de 0.3 g de KHP p.a.
vi)
Dissolver o KHP num Erlenmeyer com aproximadamente 75 mL de água
destilada, e juntar 3 gotas de indicador (fenolftaleína)
vii)
Preparar a bureta com a solução de NaOH
viii)
Titular a solução de KHP até viragem do indicador.
ix)
Efectuar os cálculos e determinar a concentração exacta da solução de
NaOH preparada.
x)
Guardar o resto da solução num frasco de polietileno colocando um rótulo.
2. INTRODUÇÃO À ANÁLISE. DETERMINAÇÃO DA ACIDEZ DO
VINAGRE
2.1. Introdução
Os ácidos mais comuns são substâncias que quando dissolvidas em água se
dissociam libertando um ou mais protões, H+(aq) e um anião. O vinagre é um produto
natural que contem pelo menos 5% de um ácido, o ácido acético, CH3COOH. Este ácido
pode ser obtido por via sintética ou, como no caso do vinagre, por um processo natural,
resultado da fermentação do etanol:
CH3CH2OH + O2 Æ CH3COOH + H2O
O ácido acético pode ser doseado por titulação com uma solução padronizada de NaOH.
A reacção é:
CH3COOH (aq) + NaOH(aq) Æ CH3COONa(aq) + H2O(l)
O valor do pH no ponto de equivalência está compreendido no intervalo 8-9 (titulação
ácido fraco/base forte), e pode utilizar-se a fenolftaleína como indicador. A acidez do
vinagre exprime-se em graus de acidez, correspondendo um grau a um grama de ácido
acético por 100 cm3 de vinagre.
2.2. Procedimento experimental
i)
Pipetar de 2 mL de uma amostra de vinagre para um Erlenmeyer de 250 mL.
Juntar cerca de 75 mL de água destilada e 3 a 4 gotas de fenolftaleína.
ii)
Titular a solução de vinagre com a solução padronizada de NaOH até viragem
do indicador.
iii)
Em função do volume gasto, calcular a % em massa de ácido acético no vinagre
e comparar com os dados do fabricante. Assumir que a densidade do vinagre é
1.01 g/mL.
3. BIBLIOGRAFIA
Chang, R., Química, 8ªed., McGraw-Hill, Lisboa, 2005
Olmsted e Williams, Chemistry – The Molecular Science, Mosby, St Louis, 1994
Weiner et al., Fundamentals of Chemistry, Laboratorie Studies, Academic Press, New
York, 1980